什么是 Maybe 类型，它是如何工作的？

Question

我刚开始在 Haskell 中编程，我遇到了以下定义：

calculate :: Float -> Float -> Maybe Float

Answer 1

Maybe a是普通数据类型，定义为：

data Maybe a = Just a | Nothing

因此有两种可能性：或者您将类型 a 的值定义为 Just a（如 Just 3），或者 Nothing 以防查询没有回答。

它旨在定义为一种定义非总函数输出的方法。

例如：假设您要定义sqrt。平方根仅针对正整数定义，因此您可以将 sqrt 定义为：

sqrt x | x >= 0 = Just $ ...
       | otherwise = Nothing

用...计算x的平方根的方法。

有些人将 Nothing 与大多数编程语言中的 "null pointer" 进行比较。默认情况下，你不会为你定义的数据类型实现空指针（如果你这样做，所有这些 "nulls" 看起来都不一样），通过添加 Nothing 你有一个通用的空指针。

因此，使用 Maybe 表示可能无法计算输出是很有用的。您当然也可以在小于 0:

的值上出错

sqrt x | x >= 0 = Just $ ...
       | otherwise = error "The value must be larger or equal to 0"

但是错误通常不会在类型签名中提及，如果您不考虑它们，编译器也没有任何问题。 Haskell 也转向 total 函数：最好总是尝试至少 return 一个值（例如 Nothing）所有可能的输入。

如果你以后想使用Maybe a的结果，你需要写：

succMaybe :: Maybe Int -> Maybe Int
succMaybe (Just x) = Just (x+1)
succMaybe _ = Nothing

但是通过为第一种情况编写 Just，您以某种方式警告自己可能会发生 Nothing。您还可以通过引入 "default" 值来摆脱 Maybe：

justOrDefault :: a -> Maybe a -> a
justOrDefault _ (Just x) = x
justOrDefault d _ = d

内置的maybe函数（注意小写），结合了前面两个函数：

maybe :: b -> (a -> b) -> Maybe a -> b
maybe _ f (Just x) = f x
maybe z _ Nothing  = z

所以你指定了一个b（默认值）和一个函数（a -> b）。如果 Maybe a 是 Just x，函数将应用于它并 returned，如果输入值是 Nothing，将使用默认值。

使用 Maybe a 可能会很困难，因为您总是需要考虑 Nothing 的情况，要简化这一点，您可以使用 Maybe monad.

Tom Schrijvers 还表明 Maybe 是类型代数中的后继函数：你向你的类型添加一个额外的值（Either 是一个加法(,) 是乘法的类型代数等价物）。

What is the Maybe type and how does it work?